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[CP2K] 使用不同算法进行结构优化后,结果出现较大的差异的疑问

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本帖最后由 gehan 于 2023-9-20 18:47 编辑

各位老师好,我最近在做LiBH4体系的课题时出现了一些问题。问题1:关于CP2K中计算结构优化,使用方法不同对应出现的现象有较大差异的疑问。我对于LiBH4(001)表面(chushi.cif如图1)进行结构优化使用Multiwfn分别生成了使用对角化算法(k点为1 1 1 )和OT算法的输入文件分别为diag.inp,ot.inp。结果发现,不同的算法得到的结构出现了较大的不同,对角化算法出现了两对氢气分子脱出的现象(如图2),而ot算法却没有这种现象出现(图三),这是为什么呢。问题2:由于结构优化的最终目的是为了跑MD,于是对上述所讲的两种不用最终收敛结构构建MD输入文件跑MD,对于对角化的优化结果跑MD发现两对脱出的氢气分子会迅速脱离表面。对OT算法得到的结构优化结果进行MD,但是看不到氢气脱出。(所有生成的MD文件里用的都是OT算法)后来也测试过对于同样的初始结构直接进行md(不进行结构优化),对应的输入文件为ini.inp,就会发现有一对氢气分子脱出。我知道两种不同的算法,得到的结果一般也不会完全相同,但是一个出现氢气分子而另一个却看不到,这样的差距是因为我的输入文件的问题吗,还是本身结构存在问题。还想请教老师,如果就是存在不同的算法结果差异比较大的情况,那应该选择哪种算法得到的结合认为是合理的呢。还有就是对于本身没有优化的结构去跑MD这样的操作是不是本身就有问题呢,那么这样得到的看到一对氢气分子脱出是不是也是不合理的,还请老师指教。

202309201841521594..jpg (117.93 KB, 下载次数 Times of downloads: 9)

图3 OT结构优化最后一帧结构

图3 OT结构优化最后一帧结构

202309201841438560..jpg (105.35 KB, 下载次数 Times of downloads: 7)

图2 对角化结构优化最后一帧结果

图2 对角化结构优化最后一帧结果

202309201841227456..jpg (101.59 KB, 下载次数 Times of downloads: 5)

图1 初始结构

图1 初始结构

chushi.cif

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初始结构文件

diag.inp

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对角化结构优化输入文件

ot.inp

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OT结构优化输入文件

ini.inp

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初始结构的MD输入文件

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发表于 Post on 2023-9-21 09:11:05 | 只看该作者 Only view this author
这两种方法都是SCF计算的方法,建议看看是否在优化过程中每一步SCF都收敛了

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-9-21 12:07:02 | 只看该作者 Only view this author
jiangning198511 发表于 2023-9-21 09:11
这两种方法都是SCF计算的方法,建议看看是否在优化过程中每一步SCF都收敛了

谢谢您的回复。对于对角化算法中,一开始设置上限步数为500步,有64步scf没有收敛,但是最后500步时,四个收敛标准还没完全达到,接着我有续算了,最后到700多步达到收敛标准了,发现主要的没有收敛的都在前一百步中。而OT算法中,只有第一步scf没有收敛,最后490步时达到收敛标准。那请问对于这样的情况,该怎么判断那种算法结果更准确一些呢

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发表于 Post on 2023-9-22 09:06:41 | 只看该作者 Only view this author
gehan 发表于 2023-9-21 12:07
谢谢您的回复。对于对角化算法中,一开始设置上限步数为500步,有64步scf没有收敛,但是最后500步时,四 ...

对于结构优化而言,它的目的是找到势能面上的局部极小点,理想情况下,不同的SCF方法体现在相同构型下电子能量收敛的快慢不同(当然存在极端的情况就是有的方法能收敛,有的不能收敛),其最后的能量值应该是一样的。几何结构优化是在电子能量收敛后根据其能量梯度来进行优化的,如果SCF不收敛,其能量梯度即原子受力就会不准确,就会出现问题。所有对比两个结构,可能OT的优化结果更合理一下

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